Les énergies renouvelables : cours de CAP Électricien

Tu as déjà vu, dans les chapitres précédents, comment un logement est équipé en réseaux de communication, puis comment il se chauffe à l'électricité. Il reste une question : d'où vient l'électricité qui alimente tout cela, et que devient la place de l'électricien quand une partie de cette électricité est produite sur place ?

C'est le sujet de ce cours. Tu vas apprendre à distinguer les différentes formes d'énergie, à reconnaître ce qui est renouvelable et ce qui ne l'est pas, à comprendre pourquoi certaines productions varient au fil des heures, et à situer ton métier dans cet ensemble.

Le référentiel du CAP Électricien cite explicitement les énergies renouvelables dans les secteurs où s'exercent les activités professionnelles : la production de l'énergie électrique en fait partie ¹. Il mentionne aussi la connexion des systèmes de production électrique locale, c'est-à-dire des installations qui produisent près de l'endroit où l'on consomme ¹. Ce n'est donc pas un chapitre de culture générale : c'est une partie réelle de ton futur travail.

On dit souvent « produire de l'énergie » ou « consommer de l'énergie ». Ces expressions sont pratiques, mais elles sont physiquement inexactes. Rien ne se crée et rien ne disparaît : l'énergie passe d'une forme à une autre. Un panneau transforme de la lumière en électricité, une éolienne transforme le mouvement de l'air en électricité, un radiateur transforme l'électricité en chaleur.

Pour rendre un service (s'éclairer, se chauffer, faire tourner un moteur), il faut enchaîner des transformations. À chaque étape, on utilise de l'énergie prélevée dans l'environnement : c'est ce que les ressources pédagogiques de l'Éducation nationale appellent une « dépense » d'énergie primaire ².

Toutes les ressources primaires ne se comportent pas de la même façon dans le temps. Pour parler de soutenabilité (peut-on continuer ainsi longtemps ?), on les classe en deux catégories ².

Une image t'aide à retenir la différence. Un stock, c'est une citerne : si tu la vides, elle ne se remplit pas toute seule à l'échelle d'une vie humaine. Un flux, c'est un robinet qui coule : ce que tu ne prends pas à un instant donné passe son chemin, mais le robinet continue de couler le lendemain.

Cette image montre aussi une limite. Avec un stock, tu décides quand tu t'en sers. Avec un flux, c'est la nature qui impose le rythme : le soleil se couche, le vent tombe. Nous y reviendrons dans la partie sur la variabilité.

Quand l'électricité vient d'une centrale qu'on peut régler, on augmente ou on diminue la production selon la demande. Avec certaines sources renouvelables, c'est différent : la production suit la météo. Les ressources de l'Éducation nationale décrivent cette situation : certaines énergies renouvelables conduisent à une production électrique variable et discontinue ³.

Tu pourrais en conclure que « renouvelable » signifie toujours « variable ». Ce n'est pas exact. Les documents précisent que les énergies renouvelables électriques ne sont pas toutes non pilotables ni variables ³. Autrement dit, certaines peuvent être commandées par l'exploitant, d'autres non. L'important est de vérifier source par source.

Pour réduire ce décalage, on dispose de moyens de stockage d'électricité. Ils permettent de combler les manques de production éolienne ou photovoltaïque ³. Une autre solution consiste à s'appuyer sur des installations thermiques fonctionnant avec des énergies renouvelables, qui offrent une production plus facile à régler ³.

Le principe du stockage est simple : on met de côté l'énergie quand il y en a trop, on la restitue quand il n'y en a pas assez.

Une installation de production locale n'est pas seule. Elle est en général reliée au réseau de distribution, qui lui sert d'appui quand elle ne produit pas assez et peut recevoir son surplus. Plus on installe de sources renouvelables, plus il faut gérer avec soin la production et la distribution de l'électricité : c'est précisément ce que traitent les ressources de l'Éducation nationale consacrées à ce thème ⁵.

Ton référentiel mentionne d'ailleurs, parmi les secteurs d'activité, la gestion et le comptage de l'énergie électrique, avec des notions comme l'effacement, la régulation et les réseaux intelligents (smartgrid) ¹. Retiens l'idée générale : pour accueillir des productions variables, on cherche à mieux mesurer, mieux piloter et mieux communiquer entre producteurs, consommateurs et réseau.

C'est aussi pour cela que ce chapitre prend place dans la partie « Communication et énergie » : le référentiel cite à la fois les réseaux de communication (cuivre, fibre optique, sans fil) et la production d'énergie, car les deux se rejoignent dans la gestion intelligente de l'électricité ¹.

Que fait concrètement un électricien quand un client veut produire une partie de son électricité ? Le référentiel du CAP Électricien cite la connexion des systèmes de production électrique locale (énergies renouvelables) parmi les activités professionnelles, que ce soit dans l'habitat ou dans d'autres bâtiments ¹. C'est donc à toi, entre autres, de relier proprement ces systèmes à l'installation existante.

Cela veut dire : lire les schémas, respecter la protection des personnes et des biens, repérer les circuits concernés, raccorder, vérifier et remettre une installation en état de fonctionnement. Les méthodes de câblage et de sécurité que tu apprends dans les autres chapitres s'appliquent entièrement ici.

Pour aller plus loin après le CAP, il existe une formation de spécialisation : le certificat de spécialisation (ou mention complémentaire) Technicien en énergies renouvelables. Son titulaire est un électricien ou un climaticien spécialisé dans la mise en œuvre d'équipements fonctionnant avec des énergies renouvelables et améliorant l'efficacité énergétique des bâtiments ⁶.

Pour comprendre une installation locale, tu peux t'appuyer sur un raisonnement très simple, que tu peux refaire seul. Les valeurs des exemples ci-dessous sont imaginées pour s'entraîner ; ce ne sont pas des mesures réelles.

Ce raisonnement te montre pourquoi on parle de complémentarité : une source renouvelable seule ne répond pas toujours à tous les besoins aux bons moments. Les moyens de stockage et le réseau comblent les écarts, comme l'expliquent les ressources officielles sur la variabilité ³.

Les énergies renouvelables ne concernent pas que les bâtiments. Les ressources de l'Éducation nationale étudient aussi la mobilité terrestre soutenable, avec les véhicules électriques à batterie et ceux à pile à combustible et hydrogène ⁴. Pour un électricien, cela ouvre des activités autour de l'alimentation de ces véhicules, mais le cœur de ton CAP reste l'installation électrique.

Ces mêmes ressources abordent la notion de rendement, c'est-à-dire ce qu'une conversion d'énergie permet réellement de récupérer, et rappellent que toute conversion a des possibilités et des limites ⁴. Retiens simplement qu'à chaque transformation, une partie de l'énergie n'est pas utilisée pour le service demandé. Plus il y a de conversions dans une chaîne, plus il faut y faire attention.